数据中心设计与建造标准的变化 [兼容模式].pdf

数据中心设计与建造标准数据中心设计与建造标准中国电子工程设计院钟景华中国电子工程设计院钟景华2011.8.122011.8.121945年世界上第一台计算机：17468个真空管、70000个电阻、10000个电容、1500个继电器、6000个手动开关。1945年世界上第一台计算机：17468个真空管、70000个电阻、10000个电容、1500个继电器、6000个手动开关。2000年至今，IT技术发展的成熟期，大型机、小型机逐渐被机架（柜）式服务器取代。2000年至今，IT技术发展的成熟期，大型机、小型机逐渐被机架（柜）式服务器取代。中金数据系统北京数据中心中金数据系统北京数据中心数据中心设计与建造标准数据中心设计与建造标准机房建设标准与规范中国国家规范中国国家规范:GB50174-2008电子信息系统机房设计规范电子信息系统机房设计规范Code for design of electronic information systemCode for design of electronic information system roomGB50462-2008电子信息系统机房施工及验收规范电子信息系统机房施工及验收规范Code for construction and acceptance ofCode for construction and acceptance of electronic information system room09DX009国家标准设计图集电子信息系统机房工程设国家标准设计图集电子信息系统机房工程设计与安装计与安装计与安装计与安装数据中心设计与建造标准数据中心设计与建造标准美国行业标准美国行业标准:美国通信行业协会标准美国通信行业协会标准TIA 942 Telecommunications美国通信行业协会标准美国通信行业协会标准：TIA-942 Telecommunications Infrastructure Standard for Data Centers 数据中心数据中心通信设施标准通信设施标准通信设施标准通信设施标准国际建筑业咨询服务协会标准：国际建筑业咨询服务协会标准：ANSI/BICSI 0022011 Data Center Design and Implementation Best Practices 数据中心设计与实施的最佳实践数据中心设计与实施的最佳实践数据中心设计与建造标准数据中心设计与建造标准机房建设标准与规范美国行业标准美国行业标准:美国采暖制冷与空调工程师协会标准美国采暖制冷与空调工程师协会标准2011 ASHRAE美国采暖制冷与空调工程师协会标准美国采暖制冷与空调工程师协会标准：2011 ASHRAE Environmental Guidelines for Datacom Equipment 数据设备境指南数据设备境指南数据设备数据设备环环境指南境指南美国电气和电子工程师协会标准：美国电气和电子工程师协会标准：IEEE-1100Recommended Practice for Powering and Grounding Electronic Equipment电子设备供电和接电子设备供电和接g地操作规程地操作规程数据中心设计与建造标准数据中心设计与建造标准TIA-942修编情况修编情况TIA 942修编情况修编情况1.TIA-942-Base Document Date:04/12/05 2.TIA-942-Amendment Chg:ADM1Date:03/28/083 TIA 942Adt ChADM2D t03/00/103.TIA-942-Amendment Chg:ADM2Date:03/00/10GB50174修编情况修编情况1.GB50174第一版第一版Date:02/17/19932.GB50174第二版第二版Date:11/12/20083 GB50174第三版第三版2011年开始修编年开始修编3.GB50174第三版第三版2011年开始修编年开始修编数据中心设计与建造标准数据中心设计与建造标准机房建设标准与规范国家规范的修编情况国家规范的修编情况2011年中华人民共和国住房和城乡建设部已批准对年中华人民共和国住房和城乡建设部已批准对GB50174-2008电子信息系统机房设计规范电子信息系统机房设计规范 Code for design of electronic information system room 进行进行修编，规范名称定为数据中心基础设施设计规范修编，规范名称定为数据中心基础设施设计规范 Code FDif d ttiti fttFor Design of data center site infrastructure。数据中心设计与建造标准数据中心设计与建造标准电子信息系统机房设计规范电子信息系统机房设计规范 Code for design of electronic information system room 将机房划分为将机房划分为 A、B、C三级，从可靠性和可用性指标排列，三级从高到低的三级，从可靠性和可用性指标排列，三级从高到低的排列顺序为排列顺序为：ABC排列顺序为排列顺序为：A、B、C。数据中心基础设施设计规范数据中心基础设施设计规范 Code For Design of data gcenter site infrastructure 将数据中心划分为将数据中心划分为 A、B1、B2、C 四级，从可靠性和可用性指标排列，四级从高到低四级，从可靠性和可用性指标排列，四级从高到低的排列顺序为的排列顺序为AB1B2C的排列顺序为的排列顺序为：A、B1、B2、C。数据中心设计与建造标准数据中心设计与建造标准UPTIME INSTITUTE Data Center Site InfrastructureTier Standard 数据中心基础设施分级标准 和数据中心基础设施分级标准 和TIA942 Telecommunications Infrastructure Standard forData Center 数据中心通信设施标准都将数据中心划分数据中心通信设施标准都将数据中心划分为为Tier、Tier、Tier、Tier 四个等级，从可靠性 四个等级，从可靠性和可用性指标排列和可用性指标排列四级从高到低的排列顺序为四级从高到低的排列顺序为和可用性指标排列和可用性指标排列，四级从高到低的排列顺序为四级从高到低的排列顺序为：、。、。数据中心设计与建造标准数据中心设计与建造标准ANSI/BICSI 0022011 Data Center Design and Ilt tiBt Pti数据中心设计与实施数据中心设计与实施Implementation Best Practices 数据中心设计与实施数据中心设计与实施的最佳实践从运行维护水平和基础设施风险程度两个方的最佳实践从运行维护水平和基础设施风险程度两个方面，将数据中心划分为面，将数据中心划分为F0、F1、F2、F3、F4 五个可用性五个可用性类别类别从高到低的排列顺序为从高到低的排列顺序为F4F3F2F1F0类别类别，从高到低的排列顺序为从高到低的排列顺序为：F4、F3、F2、F1、F0。可用性类别可用性类别F0F1F2F3F4可用性类别可用性类别F0F1F2F3F4年维护时间（小时）年维护时间（小时）40010040050990490可用性目标可用性目标99.099.099.999.9999.999数据中心设计与建造标准数据中心设计与建造标准分级原则分级原则分级原则分级原则由于基础设施由于基础设施（Infrastructure)的故障导致的故障导致IT系系由于基础设施由于基础设施（Infrastructure)的故障导致的故障导致IT系系统运行中断在经济和社会上造成的损失或影响程统运行中断在经济和社会上造成的损失或影响程统运行中断在经济和社会上造成的损失或影响程统运行中断在经济和社会上造成的损失或影响程度进行分级度进行分级。度进行分级度进行分级。可靠性可靠性（Reliability）和可用性和可用性（Availability）可靠性可靠性（Reliability）和可用性和可用性（Availability）数据中心设计与建造标准数据中心设计与建造标准可用性可用性=MTTF/（MTTF+MTTR）=MTTF/MTBF可用性可用性=UPTIME/（UPTIME+DOWNTIME）平均无故障时间平均无故障时间MTTF：Mean Time To Failure 平均无故障时间平均无故障时间MTTR：Mean Time To Repair 平均维修时间平均维修时间：p平均维修时间平均维修时间MTBF：Mean Time Between Failure 平均故障间隔时间平均故障间隔时间数据中心设计与建造标准数据中心设计与建造标准GB50174：A 级GB50174：A 级A级机房内的场地设备应按A级机房内的场地设备应按容错系统容错系统配置，在电子信息系统运行期间，场地设备不应因操作失误、设备故障、外电源中断、维护和检修而导配置，在电子信息系统运行期间，场地设备不应因操作失误、设备故障、外电源中断、维护和检修而导致电子信息系统运行中断。致电子信息系统运行中断。TIA-942：Tier IV 容错结构TIA-942：Tier IV 容错结构四级数据中心允许对重要负荷进行任何有计划四级数据中心允许对重要负荷进行任何有计划（不会中断系统不会中断系统）的操的操四级数据中心允许对重要负荷进行任何有计划四级数据中心允许对重要负荷进行任何有计划（不会中断系统不会中断系统）的操的操作。容错功能至少能够顶住一次最严重的意外事故。供配电方面要求作。容错功能至少能够顶住一次最严重的意外事故。供配电方面要求有两套独立的有两套独立的UPSUPS系统系统每套为每套为N 1N 1冗余冗余四级数据中心需要所有的计四级数据中心需要所有的计有两套独立的有两套独立的UPSUPS系统系统，每套为每套为N N+1 1冗余冗余。四级数据中心需要所有的计四级数据中心需要所有的计算机硬件有双路电源。算机硬件有双路电源。GB50174 A级机房供电系统图,两路10kV电源，后备柴油发电机N+1配置GB50174 A级机房供电系统图,两路10kV电源，后备柴油发电机N+1配置UPTIME INSTITUTEData Center Site Infrastructure Tier Standard:Tier IV Topology供电系统框图，供电系统框图，后备柴油发电机 2（N+1）配置后备柴油发电机 2（N+1）配置数据中心设计与建造标准数据中心设计与建造标准GB50174:B1 级GB50174:B1 级B1级数据中心应具有B1级数据中心应具有冗余和同时维护冗余和同时维护能力。在电子信息系统运行期间，基础设施在冗余能力范围内，不应因设备故障而导致电子信息系统运能力。在电子信息系统运行期间，基础设施在冗余能力范围内，不应因设备故障而导致电子信息系统运行中断；在设备检修维护期间，基础设施应保障电子信息系统正常运行。行中断；在设备检修维护期间，基础设施应保障电子信息系统正常运行。TIA-942：Tier 同时维护TIA-942：Tier 同时维护三级数据中心允许任何有计划行为三级数据中心允许任何有计划行为，而且不会以任何方式影响计算机而且不会以任何方式影响计算机三级数据中心允许任何有计划行为三级数据中心允许任何有计划行为，而且不会以任何方式影响计算机而且不会以任何方式影响计算机的运行。有计划的行为包括维护、更换、增加、切除和测试设备、元的运行。有计划的行为包括维护、更换、增加、切除和测试设备、元件或系统件或系统例如对于大型数据中心使用的冷却水系统例如对于大型数据中心使用的冷却水系统应采用两套独应采用两套独件或系统件或系统。例如对于大型数据中心使用的冷却水系统例如对于大型数据中心使用的冷却水系统，应采用两套独应采用两套独立的系统。当对一条线路进行维护或测试时，另一条线路需要有足够立的系统。当对一条线路进行维护或测试时，另一条线路需要有足够的容量满足负荷需要的容量满足负荷需要误操作或设备故障仍有可能引起系统中断误操作或设备故障仍有可能引起系统中断的容量满足负荷需要的容量满足负荷需要。误操作或设备故障仍有可能引起系统中断误操作或设备故障仍有可能引起系统中断。GB50174 B1 级机房供电系统图GB50174 B1 级机房供电系统图UPTIME INSTITUTEData Center Site Infrastructure Tier Standard:Tier Topology供电系统框图供电系统框图数据中心设计与建造标准数据中心设计与建造标准GB50174：B2 级GB50174：B2 级B级机房内的场地设备应按B级机房内的场地设备应按冗余冗余要求配置，在系统运行期间，场地设备在冗余能力范围内，不应因设备故障而导致电子信息系统运行中断。要求配置，在系统运行期间，场地设备在冗余能力范围内，不应因设备故障而导致电子信息系统运行中断。TIA-942TIA-942：TierTier 冗余结构冗余结构：冗余结构冗余结构有冗余结构的二级数据中心与一级数据中心相比不易受有意识或无意有冗余结构的二级数据中心与一级数据中心相比不易受有意识或无意识行为的影响而发生中断识行为的影响而发生中断二级数据中心有活地板二级数据中心有活地板UPSUPS和发电机和发电机但但识行为的影响而发生中断识行为的影响而发生中断。二级数据中心有活地板二级数据中心有活地板、UPSUPS和发电机和发电机，但但各系统仅仅是（N+1）冗余配置,管线为单一回路。重要线路或超出冗各系统仅仅是（N+1）冗余配置,管线为单一回路。重要线路或超出冗余部份的设备故障或维护时系统仍需中断余部份的设备故障或维护时系统仍需中断余部份的设备故障或维护时系统仍需中断余部份的设备故障或维护时系统仍需中断。GB50174 B2 级机房供电系统图GB50174 B2 级机房供电系统图B级 机 房 供 电 系 统 图(两 路 0.4kV市 电)B级 机 房 供 电 系 统 图(一 路 0.4kV市 电，一 路 柴 油 发 电 机 电 源)UPTIME INSTITUTEData Center Site Infrastructure Tier Standard:Tier Topology供电系统框图供电系统框图数据中心设计与建造标准数据中心设计与建造标准GB50174：C 级GB50174：C 级C级电子信息系统机房内的场地设备应按C级电子信息系统机房内的场地设备应按基本需求基本需求配置，在场地设备正常运行情况下，应保证电子信息系统运行不中断。配置，在场地设备正常运行情况下，应保证电子信息系统运行不中断。TIA-942TIA-942：Tier I Tier I 基本需求基本需求：基本需求基本需求一级数据中心易受到一些有意识或无意识行为的影响而中断。它有计一级数据中心易受到一些有意识或无意识行为的影响而中断。它有计算机配电和冷却系统算机配电和冷却系统但可能没有活地板但可能没有活地板UPSUPS或发电机或发电机如果有如果有UPSUPS算机配电和冷却系统算机配电和冷却系统，但可能没有活地板但可能没有活地板、UPSUPS或发电机或发电机。如果有如果有UPSUPS或发电机，那只能满足基本需求，没有冗余，且存在许多单点故障。或发电机，那只能满足基本需求，没有冗余，且存在许多单点故障。在进行维护时在进行维护时系统停止运行系统停止运行紧急情况时可能发生中断紧急情况时可能发生中断操作失误操作失误在进行维护时在进行维护时，系统停止运行系统停止运行。紧急情况时可能发生中断紧急情况时可能发生中断。操作失误操作失误或设备故障将引起数据中心运行中断。或设备故障将引起数据中心运行中断。GB50174-2008 C级机房供电系统图GB50174-2008 C级机房供电系统图UPTIME INSTITUTEData Center Site Infrastructure Tier Standard:Tier ITopology供电系统框图供电系统框图数据中心设计与建造标准数据中心设计与建造标准数据中心设计与建造标准数据中心设计与建造标准数据中位置选择数据中位置选择数据中数据中心心位置选择位置选择对于多层或高层建筑物内的数据中心对于多层或高层建筑物内的数据中心在确定主机房在确定主机房对于多层或高层建筑物内的数据中心对于多层或高层建筑物内的数据中心，在确定主机房在确定主机房的位置时的位置时，应对设备运输应对设备运输管线敷设管线敷设雷电感应和结构荷雷电感应和结构荷的位置时的位置时，应对设备运输应对设备运输、管线敷设管线敷设、雷电感应和结构荷雷电感应和结构荷载等问题进行综合考虑和经济比较；采用机房专用空调的载等问题进行综合考虑和经济比较；采用机房专用空调的主机房，应具备安装空调室外机的建筑条件。主机房，应具备安装空调室外机的建筑条件。数据中心设计与建造标准数据中心设计与建造标准数据中心建筑要求数据中心建筑要求数据中心的主机房不宜设置外窗。当主机房设有外窗数据中心的主机房不宜设置外窗。当主机房设有外窗时时应采用层固定窗应采用层固定窗并应有良好的气密性并应有良好的气密性电池电池时时，应采用应采用双双层固定窗层固定窗，并应有良好的气密性并应有良好的气密性。UPS电池电池室设有外窗时室设有外窗时应避免阳光直射应避免阳光直射室设有外窗时室设有外窗时，应避免阳光直射应避免阳光直射。数据中心设计与建造标准数据中心设计与建造标准25 mmmm2 2和和 107mmmm2 2铜导体在空气中的电阻和感抗接地电阻值要求小于铜导体在空气中的电阻和感抗接地电阻值要求小于1是否有必要是否有必要?导体频率 1 MHz频率 100 MHz 导体长度(m)25 mm2107 mm225 mm2107 mm2(m)电阻()感抗()电阻()感抗()电阻()感抗k电阻()感抗k30.05260.022230.52.60.222.312.20.21250.0881132.012.50.8811.330.5 0.53500.223145.0352.231.4数据中心设计与建造标准数据中心设计与建造标准数据中心节数据中心节 能能数据中心节数据中心节 能能空调设计应根据当地气候条件，选择采用以下节能措施：空调设计应根据当地气候条件，选择采用以下节能措施：大型机房宜采用水冷冷水机组空调系统；大型机房宜采用水冷冷水机组空调系统；北方地区采用水冷冷水机组的机房，冬季可利用室外冷却北方地区采用水冷冷水机组的机房，冬季可利用室外冷却塔作为冷源塔作为冷源通过热交换器对空调冷冻水进行降温通过热交换器对空调冷冻水进行降温；塔作为冷源塔作为冷源，通过热交换器对空调冷冻水进行降温通过热交换器对空调冷冻水进行降温；空调系统可采用电制冷与自然冷却相结合的方式。空调系统可采用电制冷与自然冷却相结合的方式。接空调管道M冷水机组冷却塔供水回水M热交换器冷冻水循环泵冷却水循环泵供水供水采用水冷冷水机组，冬季利用室外冷却塔作为冷源，通过热交换器对空调冷冻水进行降温采用水冷冷水机组，冬季利用室外冷却塔作为冷源，通过热交换器对空调冷冻水进行降温数据中心设计与建造标准数据中心设计与建造标准消防定性问题消防定性问题数据中心的建筑分为：数据中心的建筑分为：栋建筑的部分为数据中心栋建筑的部分为数据中心整栋建筑都是数据中心整栋建筑都是数据中心一一栋建筑的栋建筑的一一部分为数据中心部分为数据中心、整栋建筑都是数据中心整栋建筑都是数据中心；建筑性质分为：建筑性质分为：民用建筑、工业建筑；多层建筑、高层建筑。民用建筑、工业建筑；多层建筑、高层建筑。工业建筑要确定火灾危险性分类，民用建筑要确定建筑耐工业建筑要确定火灾危险性分类，民用建筑要确定建筑耐火等级火等级。火等级火等级多层建筑要执行建筑设计防火规范，高层建筑要执行多层建筑要执行建筑设计防火规范，高层建筑要执行高层建筑设计防火规范。高层建筑设计防火规范。数据中心设计与建造标准数据中心设计与建造标准灭火方式问题灭火方式问题数据中心的消防方式数据中心的消防方式数据中心的消防方式数据中心的消防方式：气体消防、高压细水雾消防、水消防，采用何种方式？气体消防、高压细水雾消防、水消防，采用何种方式？模块化数据中心、集装箱数据中心的消防如何确定？模块化数据中心、集装箱数据中心的消防如何确定？电子信息系统机房环境检测标准正在编制过程中电子信息系统机房环境检测标准正在编制过程中什么地点的温度什么地点的温度代代表表机房机房温温度度?代机房度代机房度数据中心建设标准与规范数据中心建设标准与规范中国数据中心工作组技术白皮书中国数据中心工作组技术白皮书数据中心供配电技术白皮书数据中心供配电技术白皮书数据中心供配电技术白皮书数据中心供配电技术白皮书数据中心空调技术白皮书数据中心空调技术白皮书数据中心网络技术白皮书数据中心网络技术白皮书数据中心机柜技术白皮书数据中心机柜技术白皮书谢谢谢谢！谢谢谢谢！